EP0067895A1 - Zentrifugalkraftsichter - Google Patents

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EP0067895A1
EP0067895A1 EP19810104730 EP81104730A EP0067895A1 EP 0067895 A1 EP0067895 A1 EP 0067895A1 EP 19810104730 EP19810104730 EP 19810104730 EP 81104730 A EP81104730 A EP 81104730A EP 0067895 A1 EP0067895 A1 EP 0067895A1
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rotor
classifying
air
classifier
fine material
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EP19810104730
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Ulrich Barthelmess
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Omya GmbH
Original Assignee
Omya GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/06—Feeding or discharging arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/02—Arrangement of air or material conditioning accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/04—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
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    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal force classifier according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a classifier is used for classifying; H. for separating a mixture or batch of grains of different sizes and / or shapes and / or different specific weights in coarse material 3zw. Coarse grain (grain size above a certain limit grain diameter) and in fine material (grain size below the limit grain size).
  • the grain mixture to be sifted is entered from above into the viewing area (annular space between the guide vane ring and the viewing rotor);
  • visible air flows from the outside through the guide vane ring into the visible space, so that the visible air describes a spiral movement and entrains the particles in the corresponding movement paths.
  • the particles are exposed to the radially directed, opposing resistance and centrifugal forces. For a certain radial and axial air speed, there is a limit grain size for which the two forces are equal.
  • the coarser particles (larger than boundary grain) get to the coarse grain outlet at the lower end of the viewing space sooner or later.
  • the fine grain is entrained by the classifying air which flows in through the channels of the classifying wheel and is sucked off by the fine material classifying air outlet by an axially connecting to the interior of the classifying wheel.
  • the fine grain is finally separated or separated from the classifying air, whereupon the classifying air is re-entered into the classifying air inlet, that is, can be circulated.
  • Such classifiers are primarily used to obtain fine material with the smallest possible grain size in a narrow grain size distribution; An upper grain size (limit grain size) of 2 to 4 / um is desired. This very fine grain is required in many ways, e.g. B. as a filler for plastics and car tires.
  • the coarse grain is used for other purposes or fine material is removed again after a further grinding process.
  • the invention is therefore based on the object of creating a classifier of this type with a higher fine material output, the fine material output being to be adjustable.
  • the “fine material output” is the proportion of the fine material that has been discharged, that is to say extracted, of the total fine material contained in the mixed material that has been fed in.
  • the solution to this problem is that the classifier can be pivoted overall about a horizontal axis. In this way - depending on the inclined position - the dwell time of the particle mixture in the viewing area can be adjusted according to the respective grain size and density and other influencing factors. If the dwell time is longer, a higher percentage of the fine material contained in the grain mixture is subtracted.
  • the classifying rotor is surrounded on both ends by a deflector ring. These bumpers rings make the flow more even and thus increase the selectivity.
  • Another training is that the individual guide vanes are displaceable in the radial direction for universal use of the classifier.
  • the guide vanes are guided in the radial direction at their two ends in the housing covers and are adjustable in the guides.
  • the radial depth of the viewing space can be optimally adjusted such that the separation zone is quite close to the outer diameter of the viewing rotor. This ensures that all fine grain gets into the area close to the rotor and is sucked in through the classifying air. If the separation zone is too far away from the classifying rotor, fine material could get into the coarse material outlet together with the coarse material.
  • the respective width or radial extent of the viewing space can hereby be optimally adapted to the respectively set inclination and thus to the dwell time.
  • the classifier according to the invention can be provided with only a single fine material class air outlet, but a special embodiment consists in that a fine material class air outlet connects to both end faces of the classifying rotor. As a result, the throughput is increased when the fine material output is increased.
  • the outlet cross-section is approximately doubled, so that despite increased Throughput performance results in a smaller flow rate.
  • the fine material is thrown against the walls so violently that it adheres there, especially once a first fine material layer has built up. As a result, the flow conditions deteriorate continuously, which also results in a reduction in throughput.
  • such a setting of fine material is prevented in that the two fine material sight air outlets are each surrounded by a cooling chamber in the area near the rotor. Cooler particles adhere less easily to a cooled surface.
  • the bearings of the classifying rotor shaft mounted on both sides are advantageously arranged in one cooling chamber each; the bearings are cooled at the same time, which benefits operational safety and a long service life of the machine.
  • a labyrinth seal is provided at each end of the classifying rotor, which is connected to one of the cooling chambers by a channel. This flushing prevents coarse material from entering the sighting air fine material outlets (or into the outlet).
  • the classifier has a concentric, essentially cylindrical housing 1 with a tangential classifier air inlet 2, into which the classifier air enters uniformly in the direction of the arrows 20 over the entire axial height.
  • a guide vane ring 9 is provided in the housing at a radial distance from the housing jacket. Again, at a radial distance from the guide vane 9 of the lamellar ring 1 1 is of the classifying rotor 10. In the viewing space 23 between the vane ring 9 and the rotor lamella ring 11 is to be separated from above de grain batch entered. In fact, an annular channel 22 is provided in the upper housing wall for blowing in the grain mixture, into which a connecting piece 7 opens. A funnel-shaped coarse-grain outlet 8 is provided on the opposite, that is to say the lower end of the housing.
  • a fine material classifying air outlet 3, 4 is provided in the form of a curved tube piece, the diameter of which corresponds approximately to the rotor inside diameter.
  • the classifier can be pivoted overall about a horizontal axis.
  • the pivot axis 30 extends transversely to the plane determined by the outlets 3, 4, approximately at the center between the outlets 3, 4.
  • the position of this pivot axis 30 can be carried out in a manner known per se.
  • the sifting air fine material outlets 3, 4 are each surrounded by a cooling air chamber 17, 18, to which cooling air is supplied in each case via a connection 19, as a result of which fine material is prevented from being deposited in the outlets.
  • the rotor shaft 10a which is guided through the curved outlets 3, 4, is also supported on both sides in bearing brackets 5, 6.
  • the bearings are also cooled. Due to an overpressure in the cooling air chambers 17, 1 8, no fine material can penetrate them (see arrows on the shaft bushings). It is driven by means of a V-belt pulley 12.
  • the classifying rotor 10 is open on both end faces 13, 14 so that it tightly connects the outlets 3 4. Between the Sighting rotor and the housing are each a seal 15, 16, which is designed like a disk or labyrinth.
  • a purge air duct 27 in each case introduces purge air from the cooling air chambers 1 7, 1 8 for sealing between the viewing space 23 and the outlets 3, 4 (arrow 1 9 in FIG. 3).
  • Support disks 24 provided with radial passage openings are shrunk on the shaft 10a of the classifying rotor.
  • the rotor ends are each surrounded by a deflector ring 25, 26 on their outer circumference.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die Patentanmeldung zeigt einen Zentrifugalkraftsichter mit einem im wesentlichen zylindrischen und mit einem etwa tangentialen Sichtlufteinlaß (2) versehenen Gehäuse (1), in dem mit radialem Abstand zum Gehäusemantel ein Leitschaufelkranz (9) und mit radialem Abstand von diesem ein Sichtrotor (10) mit einem radiale Kanäle bildenden Lamellenkranz (11) angeordnet sind. In den zwischen Leitschaufelkranz (9) und Sichtrotor (10) befindlichen Sichtraum (23) mündet von oben ein Einlaß (7) für zu sichtendes Korngemenge ein; unten mündet aus dem Sichtraum ein Auslaß (8) für Grobkorn aus; an beiden Stirnseiten des Sichtrotors schließen je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß an (3, 4). Dieser Sichter ist ingesamt um eine horizontale Achse (30) schwenkbar. Auf diese Weise kann - je nach der Schrägstellung - die Verweilzeit des Partikelgemisches in dem Sichtraum eingestellt werden; auf diese Weise ist die Feingutausbringung einstellbar.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraftsichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein solcher Sichter, wie er aus der DT-OS 1 607 631 bereits bekannt ist, dient zum Sichten, d. h. zum Trennen eines Gemisches oder Gemenges von Körnern unterschiedlicher Größe und/oder Form und/oder unterschiedlichen spezifischen Gewichtes in Grobgut 3zw. Grobkorn (Korngröße oberhalb eines bestimmten Grenzkorndurchmessers) und in Feingut (Korngröße unterhalb der Grenzkorngröße). Das zu sichtende Korngemenge wird von oben in den Sichtraum (Ringraum zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor) eingegeben; gleichzeitig strömt von außen Sichtluft durch den Leitschaufelkranz in den Sichtraum, so daß die Sichtluft eine spiralige Bewegung beschreibt und dabei die Partikel in entsprechende Bewegungsbahnen mitreißt. In dem Sichtraum werden die Partikel den radial gerichteten, einander entgegengesetzten Widerstand- und Zentrifugalkräften ausgesetzt. Für eine bestimmte radiale und axiale Luftgeschwindigkeit ergibt sich eine Grenzkorngröße, für die die beiden Kräfte gleich groß sind.
  • Die groberen Partikel (größer als Grenzkorn) gelangen dabei früher oder später zum Grobkornauslaß am unteren Ende des Sicht raumes. Das Feinkorn dagegen wird von der Sichtluft mitgerissen die durch die Kanäle des Sichtrades hindurch nach innen strömt und von einem axial an den Innenraum des Sichtrades anschließen den Feingut-Sichtluft-Auslaß abgesaugt wird. Das Feinkorn wird schließlich von der Sichtluft abgetrennt oder abgeschieden, worauf die Sichtluft erneut in den Sichtlufteinlaß eingegeben, also im Kreislauf geführt werden kann. Derartige Sichter dienen in erster Linie zur Gewinnung von Feingut mit möglichst geringer Korngröße in enger Korngrößenverteilung; erstrebt wird eine obere Korngröße (Grenzkorngröße) von 2 bis 4 /um. Dieses sehr feine Korn wird vielfältig benötigt, z. B. als Füllstoff für Kunststoffe und Autoreifen. Das Grobkorn wird für andere Zwecke verwendet oder aber es wird nach einem weiteren Mahlvorgang wiederum Feingut abgezogen.
  • Für ein wirtschaftliches Arbeiten ist es also sehr wichtig, daß möglichst sämtliches in dem aufgegebenen Korngemenge enthaltenes Feingut beim Durchgang durch den Sichter abgeschieden wird, und zwar bei relativ großer Durchsatzleistung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sichter dieser Art mit höherer Feingutausbringung zu schaffen, wobei die Feingutausbringung einstellbar sein soll. (Die "Feingutausbringung" ist der Anteil des ausgebrachten, also gewonnenen Feingutes an dem insgesamt in dem aufgegebenen Mischgut enthaltenen Feingut.) Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Sichter insgesamt um eine horizontale Achse schwenkbar ist. Auf diese Weise kann - je nach der Schrägste'llung - die Verweilzeit des Partikelgemisches in dem Sichtraum eingestellt werden, entsprechend der jeweiligen Korngröße und der Dichte und anderer Einflußgrößen. Bei größerer Verweilzeit wird ein höherer Prozentsatz des in dem Korngemenge enthaltenen Feingutes abgezogen. Ferner fallen insbesondere gröbere Partikel der Schwerkraft folgend auf den geneigten Sichtrotor, werden von diesem fortgeschleudert und prallen auf die Leitschaufeln auf. Hierdurch wird neben einem Zerkleinerungseffekt vor allem eine Desagglomeration erreicht, d. h. an Grobkorn anhaftendes Feinkorn wird von dem Grobkorn losgetrennt; dieses Feinkorn wird also mit durch den Sichtrotor hindurch abgezogen und geht nicht mit dem Grobkorn "verloren". In weiterer Ausgestaltung ist der Sichtrotor an seinen beiden Stirnenden von je einem Abweiserring umgeben. Diese Abweiserringe bewirken eine Vergleichmäßigung der Strömung und damit eine Erhöhung der Trennschärfe. Eine weitere Ausbildung besteht darin, daß für eine universale Verwendbarkeit des Sichters die einzelnen Leitschaufeln in radialer Richtung verschieblich sind. Die Leitschaufeln sind hierzu an ihren beiden Enden in den Gehäusedeckeln in radialer Richtung geführt und in den Führungen einstellbar. Auf diese Weise kann also die radiale Tiefe des Sichtraumes optimal eingestellt werden, derart, daß die Trennzone ziemlich nahe an dem Außendurchmesser des Sichtrotors liegt. Hierdurch ist dafür gesorgt, daß alles Feinkorn in den rotornahen Bereich gelangt und durch die Sichtluft nach innen abgesaugt wird. Bei einer zu weit vom Sichtrotor entfernt liegenden Trennzone könnte nämlich Feingut mit dem Grobgut zusammen in den Grobgutauslaß gelangen. Insbesondere kann hierdurch die jeweilige Breite bzw. radiale Erstreckung des Sichtraumes optimal angepaßt werden an die jeweils eingestellte Schrägstellung und damit an die Verweilzeit.
  • Der erfindungsgemäße Sichter kann mit nur einem einzigen Feingut-Sichtluft-Auslaß versehen sein, eine besondere Ausgestaltung besteht aber darin, daß sich an beiden Stirnseiten des Sichtrotors je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß anschließt. Hierdurch wird bei Erhöhung des Feingutausbringens gleichzeitig die Durchsatzleistung vergrößert.
  • Dank der beidseitigen Feingut-Sichtluft-Auslässe wird der Auslaß-Querschnitt etwa verdoppelt, so daß sich trotz erhöhter Durchsatzleistung eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Bei den bisherigen höheren Strömungsgeschwindigkeiten dagegen wird das Feingut so heftig gegen die Wandungen geschleudert, daß es dort haftet, insbesondere, wenn sich erst einmal eine erste Feingutschicht angesetzt hat. Damit verschlechtern sich die Strömungsverhältnisse fortlaufend, was auch eine Verkleinerung der Durchsatzleistung zur Folge hat.
  • Vor allem aber platzen von Zeit zu Zeit Teile dieser sich lagenweise aufbauenden Ansätze (sogenannte "Eggshells") ab und gelangen so in das Feingut, wodurch dieses unbrauchbar wird oder was jedenfalls zu großen Schwierigkeiten führt. Man hat daher zur Vermeidung dieser Ansätze (Eggshells) die Strömungsgeschwindigkeit begrenzt, damit ist aber auch die Durchsatzleistung begrenzt.
  • Erfindungsgemäß wird ein solches Ansetzen von Feingut dadurch verhindert, daß die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe im rotornahen Bereich von je einer Kühlkammer umgeben sind. Kühlere Partikel haften weniger leicht an einer gekühlten Oberfläche. Hierbei sind vorteilhaft die Lager der beidseitig gelagerten Sichtrotorwelle in je-einer Kühlkammer angeordnet; die Lager werden also gleichzeitig gekühlt, was der Betriebssicherheit und einer langen Lebensdauer der Maschine zugute kommt.
  • Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß an den Stirnenden des Sichtrotors je eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist, die durch je einen Kanal mit je einer der Kühlkammern in Verbindung steht. Durch diese Spülung wird verhindert, daß Grobgut aus dem Sichtraum in die Sichtluft-Feingut-Auslässe (bzw. in den Auslaß) gelangt.
  • Zur näheren Erläuterung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben:
    • Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sichter im Längsschnitt;
    • Fig. 2 zeigt den Sichter von oben, links im Querschnitt und rechts in Draufsicht;
    • Fig. 3 zeigt die Einzelheit III in Fig. 1, nämlich die Labyrinthdichtung mit Spülluftzufuhr, aus der Kühlkammer.
  • Der Sichter weist ein konzentrisches, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einem tangentialen Sichtluft-Eintritt 2 auf, in dendie Sichtluft in Richtung der Pfeile 20 über die ganze axiale Höhe gleichmäßig eintritt.
  • Mit radialem Abstand von dem Gehäusemantel ist ein Leitschaufel kranz 9 in demGehäuse vorgesehen. Wiederum mit radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz 9 ist der Lamellenkranz 11 des Sichtrotors 10 vorgesehen. In den Sichtraum 23 zwischen Leitschaufel kranz 9 und Rotorlamellenkranz 11 wird von oben das zu trennende Korngemenge eingegeben. Und zwar ist in der oberen Gehäusewand ein Ringkanal 22 zum Einblasen des Korngemenges vorgesehen, in den ein Anschlußstutzen 7 einmündet. An der gegenüberliegenden, also unteren Gehäusestirnseite ist ein trichter förmiger Grobkornauslaß 8 vorgesehen.
  • An beiden Stirnseiten des Sichtrotors sind je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß 3, 4 in Form eines gebogenen Rohrstückes vorgesehen, deren Durchmesser in etwa dem Rotor-Innendurchmesser entspricht. Gemäß der Erfindung ist der Sichter insgesamt um eine horizontale Achse schwenkbar. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Schwenkachse 30 quer zu der durch die Auslässe 3, 4 bestimmten Ebene, auf etwa der Mitte zwischen den Auslässen 3, 4. Im einzelnen kann die Lage rung dieser Schwenkachse 30 in an sich bekannter Weise ausgeführt sein. Die Sichtluft-Feingut-Auslässe 3, 4 sind von je einer Kühlluftkammer 17, 18 umgeben, denen über je einen Anschluß 19 Kühlluft zugeführt wird, wodurch ein Ansetzen von Feingut in den Auslässen verhindert wird. In den Kühlluftkammern 17, 18 ist auch die durch die grkrümmten Auslässe 3, 4 hindurchgeführte Rotorwelle 10a beidseits in Lagerkonsolen 5, 6 gelagert. Die Lager werden also ebenfalls gekühlt. Aufgrund eines Überdrucks in den Kühlluftkammern 17, 18 kann kein Feingut in diese eindringen (siehe Pfeile an den Wellendurchführungen). Der Antrieb erfolgt mittels Keilriemenscheibe 12.
  • Der Sichtrotor 10 ist an beiden Stirnseiten 13, 14. so geöffnet daß er dicht die Auslässe 3 4 anschließt. Zwischen dem Sichtrotor und dem Gehäuse befindet sich jeweils eine Dichtung 15, 16, die planscheibenartig oder labyrinthartig ausgebildet ist. Durch je einen Spülluftkanal 27 wird jeweils Spülluft aus den Kühlluftkammern 17, 18 zur Abdichtung zwischen Sichtraum 23 und den Auslässen 3, 4 eingeführt (Pfeil 19 in Fig. 3).
  • Auf der Welle 10a des Sichtrotors sind mit radialen Durchtrittsöffnungen versehene Stützscheiben 24 aufgeschrumpft. Die Rotorenden sind an ihrem Außenumfang von je einem Abweiser- ring 25, 26 umgeben.

Claims (6)

1. Zentrifugalkraftsichter mit einem im wesentlichen zylindrischen, mit einem etwa tangentialen Sichtlufteinlaß versehenen Gehäuse, in dem mit radialem Abstand vom und zentrisch zu dem Gehäusemantel ein gehäusefester Leitschaufelkranz und mit radialem Abstand nach innen von diesem ein Sichtrotor mit einem radiale Kanäle bildenden Lamellenkranz angeordnet sind, wobei in den zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor befindlichen Sichtraum oben ein Einlaß für zu sichtendes Korngemenge einmündet und unten aus dem Sichtraum ein Auslaß für Grobkorn ausmündet und sich an den Rotor stirnseitig ein Auslaß für die mit Feingut beladene Sichtluft anschließt, dessen Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rotors entspricht, und wobei der Sichtlufteinlaß und der Leitschaufelkranz sich über etwa die gleiche axiale Länge wie der Rotor erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichter insgesamt um eine horizontale Achse schwenkbar ist.
2. Sichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (10) an seinen beiden Stirnenden von je einem Abweiser-Ring (25, 26)umgeben ist.
3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2;
dadurch gekennzeichnet, -
daß die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes (9) in ihrem radialen Abstand vom Sichtrohr (10) einstellbar sind.
4. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich an beiden Stirnenden des Sichtrotors je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß (3, 4) anschließt.
5. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Feingut-Sichtluft-Auslaß bzw. beide Feingut-Sichtluft-Auslässe (3, 4) im rotornahen Bereich von je einer Kühlkammer (17, 18) umgeben ist bzw. sind.
6. Sichter nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Stirnenden des Sichtrotors je eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist, die durch je einen Kanal (27) mit je einer der Kühlluftkammern (17, 18) in Verbindung steht.
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